燃用准东煤锅炉设计优化建议

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1、第37卷第6期华电技术V01．37No．62015年6月HuadianTechnologyJun．2015燃用准东煤锅炉设计优化建议李鹏，曾琦，李东本(新疆新特能源股份有限公司自备热电厂，乌鲁木齐830011)摘要：准东煤具有易沾污、易结焦特性，严重威胁锅炉的安全、稳定运行。对锅炉设计尺寸、二次风口布置方式、燃烧器形式以及热力参数等方面进行防结焦特性分析，提出了燃用准东煤锅炉的设计优化建议，为今后燃用准东煤锅炉的选型、改造提供参考。关键词：准东煤；锅炉；结焦；优化中图分类号：TK229．6文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)06—0069—030~1-'-内焦块进

2、行观察，与上述过程基本_致。2锅炉概况准东煤田是国家确定的第14个能源基地(新疆维吾尔自治区)的重要组成部分。煤炭资源预测该电厂锅炉为HG一1176／25．4一HM2型一次中储量3900亿t，占全疆储量(2．19万亿t)的间再热、单炉膛、平衡通风、固态排渣、Ⅱ型、紧身封闭17．8％、全国储量(5．56万亿t)的7％。目前，已探布置锅炉。直吹式制粉系统配6台MPS160HP—II型明煤炭资源储量2136亿t。准东煤具有挥发分高、磨煤机，5台运行1台备用。锅炉采用四角切圆燃烧热值高、灰熔点低、易结焦等特性，新疆地区电厂燃方式，每台磨煤机供1层的4只喷燃器，燃尽风布置用准东煤后普遍出现炉

3、膛结焦、受热面沾污、对流换在主燃烧器区上方。设计煤种为准东五彩湾地区天热面积灰等现象。池能源南露天矿煤。锅炉最大连续蒸发量(BMCR)某电厂设计煤种为准东煤，投产后多次出现炉工况下锅炉主要设计参数见表1。膛结焦、受热面沾污等情况，限制了准东煤的大量使表1BMCR工况下锅炉主要设计参数用。通过一年的努力，该电厂准东煤掺烧比例已达80％，并将结焦、沾污、积灰控制在安全范围内。锅炉结焦一方面是煤质的原因，更重要的是应从锅炉设计角度人手不断进行优化，从根本上进行防准东煤结焦设计。1准东煤的主要特性准东煤的显著特点是煤灰中碱金属质量分数较高，碱金属氧化物NaO的质量分数(以灰分计)总体都在2

4、％以上(为方便对比碱金属氧化物含量，通常将煤中各种钠盐折算成Na0，总体按NaO质量分数给出)。Na等碱金属元素熔点非常低，达到一定温度就会蒸发，气态的碱金属遇到温度较低的水冷壁后放热凝结在水冷壁表面，在水冷壁表面局部形成了一层碱金属氧化物附着层。刚形成的附着层具有一定的黏性，炉内未燃尽的煤粉和飞灰很容易黏附在上面；第2层黏附层达到一定厚度后，最里面的碱金属氧化物会不断从里向外析出，继续黏附新的煤粉和飞灰，最终形成较厚的焦块。大修时对炉收稿日期：2014—06—26；修回日期：2015—05—14·70·华电技术第37卷足，导致喷燃器得不到充分冷却。3设计优化建议3．4二次风优化查

5、阅锅炉设计说明书及相关设计资料，通过对增加二次风喷口。该电厂锅炉1，2，3，4比同类型锅炉，结合运行和大修中发现的问题，按照角的燃烧器共布置15层喷口，其中一次风喷口6各系统特点提出以下几方面建议。层，二次风喷口9层。在A，B层和D，E层一次风喷3．1炉膛热力参数优化口中间布置了2个二次风喷口，这样布置的目的是燃烧易结焦的准东煤时，选取较低的容积热负在煤粉中间增加二次风，使煤粉燃烧氧量增加，有利荷、断面热负荷可以有效降低炉内平均温度，有利于于煤粉充分燃尽且增加了低负荷时燃烧的稳定性。控制结焦。准东煤挥发分较高，比较容易实现最低停炉后观察各个喷燃器口的损坏情况以及炉内结焦稳燃负荷，可

6、以在已有基础上适当再减少容积热负情况，可以判断燃烧过程中EF层以及FF层二次风荷和断面热负荷，从根本上降低炉内温度。喷口可以再适当增加1组，以保证主燃烧区上部充3．2炉膛尺寸优化分燃尽。(1)该电厂锅炉为正方形炉膛，宽、深均为3．5SOFA风布置优化14627mm，这种正方形炉膛为炉内各层四角切圆提为实现充分燃尽，可以增加分离燃尽风(SO．供了足够空间，并且燃烧器出口四周的补气条件相FA)与最上层喷燃器的距离，并且增大4层燃尽风同，有利于减少火焰偏斜并可防止燃烧器区域结焦。的间距。正方形炉膛比长方形炉膛容易建立对称的空气动力3．6炉内温度监视优化场，避免了气流偏斜冲刷水冷壁，同时减

7、少了煤粉冲炉膛出口烟温反映了炉膛内燃烧情况，将出口刷水冷壁造成结焦的可能性。因此，宽深相同的锅烟温控制在灰熔点以下，可以减少结焦的发生，炉膛炉更有优势。出口烟温监视是运行人员预防和控制准东煤结焦的(2)增加炉膛高度，增大最上层喷燃器口中心有效手段。传统的锅炉设计中，只在炉膛出口的左到分隔屏底部距离。表1中锅炉最上层喷燃器中心墙或右墙设置一个正常运行时的温度测点，四角切至屏底的距离为20．20Ill，最下层喷燃器口至冷灰斗圆形式的煤粉炉在燃烧过程中可能发生火焰偏斜，拐点